JPH0590989A - Ｇｐｓ受信装置 - Google Patents
Ｇｐｓ受信装置Info
- Publication number
- JPH0590989A JPH0590989A JP27824891A JP27824891A JPH0590989A JP H0590989 A JPH0590989 A JP H0590989A JP 27824891 A JP27824891 A JP 27824891A JP 27824891 A JP27824891 A JP 27824891A JP H0590989 A JPH0590989 A JP H0590989A
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- JP
- Japan
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- antenna
- satellite
- vehicle
- antennas
- satellite group
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- Pending
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- Navigation (AREA)
- Fittings On The Vehicle Exterior For Carrying Loads, And Devices For Holding Or Mounting Articles (AREA)
- Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
- Circuits Of Receivers In General (AREA)
- Input Circuits Of Receivers And Coupling Of Receivers And Audio Equipment (AREA)
- Instructional Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】アンテナの取付け場所の自由度を大きくし、ま
た、受信感度を向上させる。 【構成】移動体に複数の指向性の向きの異なるアンテナ
４ａ，４ｂを設け、測位に用いられる衛星群の各衛星の
位置を示す単位ベクトルとアンテナの利得が最大となる
方向の単位ベクトルとの内積の和を各アンテナについて
演算回路１０で算出し、上記内積の和が最大となるアン
テナを選択してそのアンテナをアンテナ切換え回路５に
よりＲＦアンプ６と接続する。
た、受信感度を向上させる。 【構成】移動体に複数の指向性の向きの異なるアンテナ
４ａ，４ｂを設け、測位に用いられる衛星群の各衛星の
位置を示す単位ベクトルとアンテナの利得が最大となる
方向の単位ベクトルとの内積の和を各アンテナについて
演算回路１０で算出し、上記内積の和が最大となるアン
テナを選択してそのアンテナをアンテナ切換え回路５に
よりＲＦアンプ６と接続する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は移動体の位置を検出す
るＧＰＳ（グローバル・ポジショニング・システム）に
係わり、特に、アンテナのダイバーシィティを利用する
ＧＰＳ受信装置に関する。
るＧＰＳ（グローバル・ポジショニング・システム）に
係わり、特に、アンテナのダイバーシィティを利用する
ＧＰＳ受信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、車両に用いられているＧＰＳ受信
装置は１つのアンテナにより衛星群からの電波を受信し
ていたため、図６に示すように、アンテナは車両の全天
球を見渡せる位置に取付けなければならないという制約
があった。
装置は１つのアンテナにより衛星群からの電波を受信し
ていたため、図６に示すように、アンテナは車両の全天
球を見渡せる位置に取付けなければならないという制約
があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする問題点】上記した従来のＧＰ
Ｓ受信装置では、アンテナの取付け位置に制約があるだ
けでなく、指向性のないアンテナを使用するため、受信
感度が低いという欠点があつた。
Ｓ受信装置では、アンテナの取付け位置に制約があるだ
けでなく、指向性のないアンテナを使用するため、受信
感度が低いという欠点があつた。
【０００４】この発明は上記した点に鑑みてなされたも
のであって、その目的とするところは、指向性のあるア
ンテナを用いることにより受信感度の高いＧＰＳ受信装
置を提供することにある。
のであって、その目的とするところは、指向性のあるア
ンテナを用いることにより受信感度の高いＧＰＳ受信装
置を提供することにある。
【０００５】この発明の他の目的は、アンテナの取付け
位置を自由に設定できる移動体のＧＰＳ受信装置を提供
することである。
位置を自由に設定できる移動体のＧＰＳ受信装置を提供
することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明のＧＰＳ受信装
置は、ＧＰＳの電波を放射する衛星の中から測位誤差が
最も小さくなる衛星群を演算により求め、前記衛星群よ
りＧＰＳデータを得るＧＰＳ受信装置において、移動体
に複数の指向性の異なるアンテナを設け、各アンテナと
前記衛星群との方位差から演算される評価関数を最大と
するアンテナを選択して前記衛星群からの電波を受信す
るように構成したものである。
置は、ＧＰＳの電波を放射する衛星の中から測位誤差が
最も小さくなる衛星群を演算により求め、前記衛星群よ
りＧＰＳデータを得るＧＰＳ受信装置において、移動体
に複数の指向性の異なるアンテナを設け、各アンテナと
前記衛星群との方位差から演算される評価関数を最大と
するアンテナを選択して前記衛星群からの電波を受信す
るように構成したものである。
【０００７】また、前記ＧＰＳ受信装置において、前記
評価関数をアンテナの利得が最大となる方向の単位ベク
トルと衛星の方向の単位ベクトルとの内積の和とするも
のである。
評価関数をアンテナの利得が最大となる方向の単位ベク
トルと衛星の方向の単位ベクトルとの内積の和とするも
のである。
【０００８】
【作用】この発明のＧＰＳ受信装置によれば、複数の指
向性の向きの異なるアンテナが移動体に設けられ、測位
誤差が最も小さくなる衛星群の全体に対する感度の最も
高いアンテナが選択されて衛星群からの電波を受信する
ので、アンテナの取付け位置の自由度が高くなる。
向性の向きの異なるアンテナが移動体に設けられ、測位
誤差が最も小さくなる衛星群の全体に対する感度の最も
高いアンテナが選択されて衛星群からの電波を受信する
ので、アンテナの取付け位置の自由度が高くなる。
【０００９】また、指向性のあるアンテナが用いられる
のでアンテナのゲインを高くすることができる。
のでアンテナのゲインを高くすることができる。
【００１０】
【実施例】この発明の実施例であるＧＰＳ受信装置を図
面に基づいて説明する。図１はこの発明の実施例である
ＧＰＳ受信装置のアンテナ配置を示す斜視図である。図
に示すように、車両１のダッシュボード２の上にアンテ
ナ４ａが配置され、リアトレイ３の上にアンテナ４ｂが
配置されている。アンテナ４ａは車両の前方に感度の高
い指向性を有し、アンテナ４ｂは車両の後方に感度の高
い指向性を有している。
面に基づいて説明する。図１はこの発明の実施例である
ＧＰＳ受信装置のアンテナ配置を示す斜視図である。図
に示すように、車両１のダッシュボード２の上にアンテ
ナ４ａが配置され、リアトレイ３の上にアンテナ４ｂが
配置されている。アンテナ４ａは車両の前方に感度の高
い指向性を有し、アンテナ４ｂは車両の後方に感度の高
い指向性を有している。
【００１１】図２は同ＧＰＳ受信装置の構成を示すブロ
ック図である。図における５はアンテナ切換え回路であ
り、演算回路１０から出力されるアンテナ選択信号に従
い、アンテナ４ａまたはアンテナ４ｂの一方をＲＦアン
プ６に接続する。アンテナ４ａまたはアンテナ４ｂで受
信された信号はＲＦアンプ６で増幅され、局部発振器７
で発振された信号と周波数変換器８で混合されて中間周
波（ＩＦ）信号となる。中間周波（ＩＦ）信号はＩＦア
ンプ９で増幅された後、演算回路１０に入力される。
ック図である。図における５はアンテナ切換え回路であ
り、演算回路１０から出力されるアンテナ選択信号に従
い、アンテナ４ａまたはアンテナ４ｂの一方をＲＦアン
プ６に接続する。アンテナ４ａまたはアンテナ４ｂで受
信された信号はＲＦアンプ６で増幅され、局部発振器７
で発振された信号と周波数変換器８で混合されて中間周
波（ＩＦ）信号となる。中間周波（ＩＦ）信号はＩＦア
ンプ９で増幅された後、演算回路１０に入力される。
【００１２】演算回路１０は衛星からの信号を復調し、
そのデータを処理する回路でありその構成を図３に示
す。図における信号処理回路１１には上記中間周波（Ｉ
Ｆ）信号が入力される。信号処理回路１１は入力信号と
同期をとり、入力信号を復調して得られたデータをＣＰ
Ｕ１２に出力する。
そのデータを処理する回路でありその構成を図３に示
す。図における信号処理回路１１には上記中間周波（Ｉ
Ｆ）信号が入力される。信号処理回路１１は入力信号と
同期をとり、入力信号を復調して得られたデータをＣＰ
Ｕ１２に出力する。
【００１３】ＣＰＵ１２は演算回路１０全体を制御して
自車位置、移動方向等を演算し、また、演算によりアン
テナを選択してアンテナ選択信号を出力する。１３はＣ
ＰＵ１２のプログラムを格納いするＲＯＭである。ま
た、１４は衛星の天体暦および自車位置、移動方向等の
演算結果を格納するＲＡＭである。１５は天体暦より衛
星起動を計算し、また、測位計算するために必要なリア
ルタイムクロックである。 次に図５を参照して、アン
テナ選択の動作を説明する。アンテナ選択のルーチィン
が開始されると、まずステップＳ１において、各衛星の
概略の位置を計算するために必要な天体暦がＲＡＭ１４
に書込まれてないときには、アンテナ選択信号を一方に
固定して衛星電波を受信し、天体暦を読んでＲＡＭ１４
に書込む。
自車位置、移動方向等を演算し、また、演算によりアン
テナを選択してアンテナ選択信号を出力する。１３はＣ
ＰＵ１２のプログラムを格納いするＲＯＭである。ま
た、１４は衛星の天体暦および自車位置、移動方向等の
演算結果を格納するＲＡＭである。１５は天体暦より衛
星起動を計算し、また、測位計算するために必要なリア
ルタイムクロックである。 次に図５を参照して、アン
テナ選択の動作を説明する。アンテナ選択のルーチィン
が開始されると、まずステップＳ１において、各衛星の
概略の位置を計算するために必要な天体暦がＲＡＭ１４
に書込まれてないときには、アンテナ選択信号を一方に
固定して衛星電波を受信し、天体暦を読んでＲＡＭ１４
に書込む。
【００１４】次に、ステップＳ２において、図４に示す
各衛星の位置Ｑi をＲＡＭ１４に記憶されている天体歴
とリアルタイムクロック１５よりの時間データより演算
し衛星位置ベクトルＲi （図４に示す）を求める。
各衛星の位置Ｑi をＲＡＭ１４に記憶されている天体歴
とリアルタイムクロック１５よりの時間データより演算
し衛星位置ベクトルＲi （図４に示す）を求める。
【００１５】次に、ステップＳ３において、ＲＡＭ１４
に記憶されている自車位置Ｐ（図４に示す）と自車位置
ベクトルＲu （図４に示す）および自車の移動方向を示
す移動速度ベクトルＶu をＣＰＵ１２に読み込む。
に記憶されている自車位置Ｐ（図４に示す）と自車位置
ベクトルＲu （図４に示す）および自車の移動方向を示
す移動速度ベクトルＶu をＣＰＵ１２に読み込む。
【００１６】次に、ステップＳ４において、前記各衛星
位置ベクトルＲi と自車位置ベクトルＲu から、自車位
置Ｐを起点とする各衛星位置Ｑi への方向を示す単位ベ
クトルｅi （図４に示す）を算出する。
位置ベクトルＲi と自車位置ベクトルＲu から、自車位
置Ｐを起点とする各衛星位置Ｑi への方向を示す単位ベ
クトルｅi （図４に示す）を算出する。
【００１７】次に、ステップＳ５において、上記自車位
置ベクトルＲu と単位ベクトルｅi から各衛星の仰角を
算出する。次に、ステップＳ６において、各衛星の中で
仰角が最も大きいものを選び、その単位ベクトルをｅ1
とする。
置ベクトルＲu と単位ベクトルｅi から各衛星の仰角を
算出する。次に、ステップＳ６において、各衛星の中で
仰角が最も大きいものを選び、その単位ベクトルをｅ1
とする。
【００１８】次に、ステップＳ７において、上記の仰角
が最も大きい衛星を含む４つの衛星の各組みについて各
衛星の単位ベクトルが作る四面体の体積Ｖを下式より計
算する。 Ｖ＝（１／６）│｛（ｅ1 −ｅ2 ）×（ｅ1 −ｅ3 ）｝・（ｅ1 −ｅ4 ）│ 次に、ステップＳ８において、幾何学的測位誤差（ＧＤ
ＯＰ）を最少とする４つの衛星の組みを決定する。な
お、幾何学的測位誤差は上記四面体の体積Ｖの最も大き
い衛星の組みにおいて最少となる。
が最も大きい衛星を含む４つの衛星の各組みについて各
衛星の単位ベクトルが作る四面体の体積Ｖを下式より計
算する。 Ｖ＝（１／６）│｛（ｅ1 −ｅ2 ）×（ｅ1 −ｅ3 ）｝・（ｅ1 −ｅ4 ）│ 次に、ステップＳ８において、幾何学的測位誤差（ＧＤ
ＯＰ）を最少とする４つの衛星の組みを決定する。な
お、幾何学的測位誤差は上記四面体の体積Ｖの最も大き
い衛星の組みにおいて最少となる。
【００１９】次に、ステップＳ９において、アンテナ４
ａにおける指向性の向きを示すベクトルｅANT1とアンテ
ナ４ｂにおける指向性の向きを示すベクトルｅANT2を算
出する。ｅANT1およびｅANT2はＲＯＭ１３に記憶されて
いる各アンテナの車両に対する指向性の向きおよび車両
の向きと傾斜から求められる。なお、車両の向きは現時
点以前の計算結果より求められている自車の移動速度ベ
クトルより求められる。 次に、ステップＳ１０におい
て、ステップＳ８で決定された４つの衛星の各組みにつ
いて各衛星の単位ベクトルとアンテナの指向性の向きを
示すベクトルｅ ANTとの内積の和Ｓを２つのアンテナに
ついて下式より算出する。
ａにおける指向性の向きを示すベクトルｅANT1とアンテ
ナ４ｂにおける指向性の向きを示すベクトルｅANT2を算
出する。ｅANT1およびｅANT2はＲＯＭ１３に記憶されて
いる各アンテナの車両に対する指向性の向きおよび車両
の向きと傾斜から求められる。なお、車両の向きは現時
点以前の計算結果より求められている自車の移動速度ベ
クトルより求められる。 次に、ステップＳ１０におい
て、ステップＳ８で決定された４つの衛星の各組みにつ
いて各衛星の単位ベクトルとアンテナの指向性の向きを
示すベクトルｅ ANTとの内積の和Ｓを２つのアンテナに
ついて下式より算出する。
【００２０】 Ｓ＝ｅANT ・ｅ1 ＋ｅANT ・ｅ2 ＋ｅANT ・ｅ3 ＋ｅANT ・ｅ4 次に、ステップＳ１１において、上記内積の和Ｓの大
きいアンテナを選択し、そのアンテナが選択されるよう
にアンテナ選択信号を出力する。
きいアンテナを選択し、そのアンテナが選択されるよう
にアンテナ選択信号を出力する。
【００２１】実施例は以上のように構成されているが発
明はこれに限られず、例えば、車両の向きを過去の測位
計算結果より求める代わりに車両に設けられたセンサー
より求めるようにしてもよい。
明はこれに限られず、例えば、車両の向きを過去の測位
計算結果より求める代わりに車両に設けられたセンサー
より求めるようにしてもよい。
【００２２】
【発明の効果】この発明のＧＰＳ受信装置によれば、ア
ンテナの取付け場所の自由度が大きくなり、また、ある
程度の指向性のあるアンテナを用いることができるので
受信感度を向上させることができる。
ンテナの取付け場所の自由度が大きくなり、また、ある
程度の指向性のあるアンテナを用いることができるので
受信感度を向上させることができる。
【図１】この発明の実施例であるＧＰＳ受信装置のアン
テナ配置を示す斜視図である。
テナ配置を示す斜視図である。
【図２】同ＧＰＳ受信装置の構成を示すブロック図であ
る。
る。
【図３】同ＧＰＳ受信装置の演算回路を示すブロック図
である。
である。
【図４】同ＧＰＳ受信装置に置ける衛星と自車位置の関
係を示すベクトル図である。
係を示すベクトル図である。
【図５】同ＧＰＳ受信装置の作用を示すフローチャート
である。
である。
【図６】従来のＧＰＳ受信装置のアンテナ配置の例を示
す斜視図である。
す斜視図である。
１ 車両 ２ ダッシュボード ３ リアトレイ ４ａ アンテナ ４ｂ アンテナ ５ アンテナ切換え回路 ６ ＲＦアンプ ７ 局部発振器 ８ 周波数変換器 ９ ＩＦアンプ １０ 演算回路 １１ 信号処理回路 １２ ＣＰＵ １３ ＲＯＭ １４ ＲＡＭ １５ リアルタイムクロック
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 // Ｂ６０Ｒ 11/02 Ｚ 8510−3Ｄ
Claims (2)
- 【請求項１】 ＧＰＳの電波を放射する衛星の中から測
位誤差が最も小さくなる衛星群を演算により求め、前記
衛星群よりＧＰＳデータを得るＧＰＳ受信装置におい
て、移動体に複数の指向性の異なるアンテナを設け、各
アンテナと前記衛星群との方位差から演算される評価関
数を最大とするアンテナを選択して前記衛星群からの電
波を受信するように構成したＧＰＳ受信装置。 - 【請求項２】 前記評価関数をアンテナの利得が最大と
なる方向の単位ベクトルと衛星の方向の単位ベクトルと
の内積の和とする請求項１のＧＰＳ受信装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27824891A JPH0590989A (ja) | 1991-09-30 | 1991-09-30 | Ｇｐｓ受信装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27824891A JPH0590989A (ja) | 1991-09-30 | 1991-09-30 | Ｇｐｓ受信装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0590989A true JPH0590989A (ja) | 1993-04-09 |
Family
ID=17594688
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27824891A Pending JPH0590989A (ja) | 1991-09-30 | 1991-09-30 | Ｇｐｓ受信装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0590989A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002373353A (ja) * | 2002-03-25 | 2002-12-26 | Hitachi Ltd | 車体組込型料金収受車載機 |
| JP2005017198A (ja) * | 2003-06-27 | 2005-01-20 | Seiko Epson Corp | Ｇｐｓ受信機 |
| JP2007094769A (ja) * | 2005-09-29 | 2007-04-12 | Clarion Co Ltd | 車両用信号記録再生装置 |
| JP2010154293A (ja) * | 2008-12-25 | 2010-07-08 | Nec Corp | 無線機およびアンテナ切換方法 |
| JP2014153085A (ja) * | 2013-02-05 | 2014-08-25 | Railway Technical Research Institute | 車両位置計測方法、および車両位置計測システム |
| JP2018054311A (ja) * | 2016-09-26 | 2018-04-05 | いすゞ自動車株式会社 | 測位装置 |
-
1991
- 1991-09-30 JP JP27824891A patent/JPH0590989A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002373353A (ja) * | 2002-03-25 | 2002-12-26 | Hitachi Ltd | 車体組込型料金収受車載機 |
| JP2005017198A (ja) * | 2003-06-27 | 2005-01-20 | Seiko Epson Corp | Ｇｐｓ受信機 |
| JP2007094769A (ja) * | 2005-09-29 | 2007-04-12 | Clarion Co Ltd | 車両用信号記録再生装置 |
| JP2010154293A (ja) * | 2008-12-25 | 2010-07-08 | Nec Corp | 無線機およびアンテナ切換方法 |
| JP2014153085A (ja) * | 2013-02-05 | 2014-08-25 | Railway Technical Research Institute | 車両位置計測方法、および車両位置計測システム |
| JP2018054311A (ja) * | 2016-09-26 | 2018-04-05 | いすゞ自動車株式会社 | 測位装置 |
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